고객 성공 스토리
핵융합로용 초전도 와이어의 엑시머 생산
도전
자기 융합로(토카막 및 스텔라레이터), 전력망(케이블, 변압기 및 기타 구성 요소) 및 계측기(가속기 자석, NMR 분광계 및 MRI 시스템)에 사용하기 위해 종종 테이프라고 불리는 고온 초전도(HTS) 와이어에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 특히 핵융합 반응로는 매우 높은 전류 밀도를 처리하기 위해 매우 많은 양(수천 킬로미터)의 HTS 테이프가 필요합니다. 초기 HTS 생산 방법은 수량과 비용이 제한되어 있었고 제한된 전류 밀도 등급의 와이어만 생산할 수 있었습니다. Faraday Factory Japan은 고전자장 응용 분야용 HTS를 생산하기 위한 경제적인 대량 생산 방법을 개발했습니다.
해결책
그들은 다른 HTS 물질보다 더 높은 전류 밀도를 처리할 수 있기 때문에 초전도 물질로 YBa2Cu3O7(YBCO)을 선택했습니다. 그런 다음 그들은 MgO 및 YBCO 층을 포함하는 얇고 강한 Hastelloy 기판을 활용하여 다층 테이프를 설계했습니다. 2.4μm의 두께가 YBCO 층에 최적인 것으로 확인되었습니다. Faraday Factory Japan 팀은 HTS 층을 생성하기 위해 308nm 엑시머 레이저로 구동되는 펄스 레이저 증착(PLD)을 사용하기로 결정했습니다. 이는 화학양론적 필름을 증착하는 데 잘 입증된 방법이기 때문입니다(원래 타겟 물질의 구성이 증착된 필름에 보존된다는 의미). Faraday Factory Japan은 결함을 최소화하고 전류 밀도를 최대화하기 위해 YBCO 타겟에 과도한 Y2O3를 로드하기로 결정했기 때문에 이는 고자기장 애플리케이션에 중요합니다. Faraday Factory Japan의 CEO인 Sergey Lee 박사에 따르면 바카라 카지노 LEAP 300C 엑시머 레이저는 여러 가지 이유로 PLD 소스로 선택되었습니다. "LEAP 300C는 높은(1줄) 펄스 에너지와 300Hz 반복 속도의 고유한 조합을 제공하여 높은 처리량을 제공합니다. 또한 LEAP 레이저는 연중무휴 산업 신뢰성이라는 확고한 기록을 가지고 있습니다. 이 조합은 레이저당 실제 비용을 최소화합니다. 와트를 절감하고 HTS 와이어의 저비용 대량 생산을 가능하게 합니다.”
결과
이러한 비용 효율적인 접근 방식을 사용하여 Faraday Factory Japan은 SPARC 핵융합로 프로토타입에 사용하기 위한 HTS 와이어의 상당 부분을 확보했습니다. 이는 현재까지 모든 공급업체 중 최대 규모의 HTS 와이어 납품이었습니다. 그리고 독립적인 테스트를 통해 이 와이어가 높은 전기장 조건에서 우수한 전류 밀도를 처리하는 것으로 나타났습니다.
“LEAP 엑시머 레이저는 레이저 와트당 실제 비용을 최소화하고 Faraday Factory Japan에서 HTS 와이어의 저비용 대량 생산을 가능하게 합니다."
— Sergey Lee 박사, 일본 사가미하라 소재 Faraday Factory Japan CEO
그림 1:패러데이 팩토리 일본은 고전자장 응용 분야를 위한 고온 초전도(HTS) 선재를 생산하기 위한 경제적인 대용량 방법을 개발했습니다.
그림 2: Faraday Factory Japan에서 고온 초전도(HTS) 테이프의 LEAP 레이저 기반 PLD 제조 규모를 확대합니다.